CN104950324A - 计算机x射线层析摄影仪的x射线探测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种计算机X射线层析摄影仪的X射线探测器(2)，它有底板(4)和多个探测模件(8)，所述多个探测模件(8)在前侧(14)各有至少一个探测区(12)，探测区(12)有面对r方向(R)的探测面(16)，以及所述多个探测模件(8)分别包括一个固定在底板(4)上的模件支架(10)，其特征在于，模件支架(10)为了固定具有面朝底板(4)的且垂直于探测面(16)的支承面(66)。

Description

计算机X射线层析摄影仪的X射线探测器

技术领域

本发明涉及一种计算机X射线层析摄影仪的X射线探测器，它有底板，在底板上固定多个模件支架，所述多个模件支架各有至少一个面对X射线放射源方向的探测模件(亦称探测模块)。

背景技术

例如由源自本申请人的DE102012213814A1已知这种X射线探测器。其中公开了一种X射线探测器，包括多个沿堆垛方向并列有一个前侧的探测模件，在工作时前侧朝X射线放射源的方向定向。在这里，X射线放射源按一次近似是点状，以及为了检查物体(例如病人)发射基本上扇形的射束。射束横穿在预定的照相平面内的物体，并接着命中探测模件。在这里，每个探测模件包括一些有一个探测面的探测元件，探测面有附属的表面法线。

为了获得最佳信号强度，每个探测模件定向为，使探测面的表面法线尽可能面对X射线源的方向。因此，与扇形的射束相结合，造成探测模件的一种弧形排列。为了实现这种排列采用框架(亦称支架)，该框架或支架有一块具有弯曲装配面的底板。探测模件可相对于X射线源沿径向固定在所述弯曲的装配面上。换句话说：探测模件分别按一个安装方向装配在底板上，这一安装方向与各自探测模件的表面法线相对应。此外，X射线探测器在工作时典型地遭受大的离心力。因此设计为实心支架，所以它的制造相应地耗用大的财力、物力。

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种改进的X射线探测器，它稳固和便于制造。

按本发明此目的通过一种用于计算机X射线层析摄影仪的X射线探测器达到。为此规定，计算机X射线层析摄影仪的X射线探测器包括底板和多个探测模件。多个探测模件在前侧各有至少一个探测区，探测区有面对r方向的探测面。在这里，所述r方向典型地表示从计算机X射线层析摄影仪的X射线源出发，指向X射线探测器的方向。此外，多个探测模件分别包括一个固定在底板上的模件支架，以及为此有面朝底板并垂直于探测面的支承面。在这里和尤其在下文中垂直理解为，两个面、两个方向，或一个面和一个方向，它们彼此相交一个大约90°的角度，优选地这一角度大于80°和小于100°；尤其因为探测面例如结构方面的原因，有可能调整为略有倾斜或坡度。

在将模件支架装配在底板上时，典型地首先安置两个支承用的面，例如通过装上或靠放。换句话说：模件支架的这些支承面贴靠在底板上。例如，底板有一个上侧(也称表面)以及将支承面支承在上侧，也就是说，尤其将模件支架安置在底板上。由此使上侧和支承面尤其互相平行排列。

除了这种布局外，模件支架优选地固定在底板上。尤其是，每个模件支架有一个固定装置。若为了固定例如采用借助螺钉的螺钉固定装置，则螺钉有平行于螺旋方向的纵轴线。此时所述螺旋方向相应于安装方向。换句话说：安装方向指的是这样一个方向，亦即沿该方向实施将模件支架装配，尤其固定在底板上。

典型地，X射线探测器安装在可以绕旋转轴线旋转的转环上。所述旋转轴线在这里有一个方向，它在下文中称为z方向。垂直于z方向的方向在下文中称为r方向。相应于一个z方向，存在多个r方向。

按先有技术，X射线探测器的模件支架分别沿一个r方向装配。换句话说：各自的安装方向是各自的r方向。因为存在多个尤其互相不平行的r方向，所以模件支架安装在一个相应地弯曲的上侧(也称表面)上。在这里，所述的弯曲遵循一个下文也标示为phi方向的周向，它尤其垂直于z方向。现在采用本发明获得的一个优点尤其在于，X射线探测器有至少一个沿z方向安装的探测模件。优选地，X射线探测器所有的探测模件均沿z方向安装。换句话说：安装方向是z方向。恰当地，支承面也垂直于z方向。尤其是，安装方向垂直于r方向。

为了在公共底板上装配多个模件支架，底板有利地可以设计有基本上平的，亦即不弯曲的上侧。这意味着，有利地避免在弯曲的表面上固定。

此外，按先有技术每个探测模件的安装方向基本上平行于安置在模件支架上的探测区的表面法线。尤其由于许多安装方向，不利地造成上面已经说明的在其上安置多个这种模件支架的弯曲的上侧。因为探测面沿phi方向弧形排列，所以对于每个探测模件造成一个相应地自己的安装方向，它分别相应于一个r方向。因此在先有技术中安装方向各不相同，以及为了装配不利地需要弯曲的上侧。按本发明采取下述措施克服这种缺点：安装方向恰当地是z方向，并由此优选地使X射线探测器的所有探测模件有相同的安装方向。因此在其上装配这些模件支架的上侧不必弯曲，而恰当地可以设计为平面。由此使X射线探测器的制造特别简单。

探测区设计用于探测X射线，并为此包括一些单个的探测元件，或也称传感器，它们按矩阵排列。一个探测区的全部探测元件基本上面对相同的方向，并由此在前侧构成所述的探测面，它尤其面朝X射线放射源。因为X射线放射源近似点状，所以单个探测元件没有必要准确面对X射线放射源的方向。

模件支架有利地设计为L或T形，它有一个尤其包括支承面的底座(也称柱脚或基座)。与底座尤其连接竖立在底座上的壁，壁有壁前侧和壁后侧。优选地，所述的壁基本上沿z方向延伸。底座与壁恰当地相互垂直。尤其是，在这里术语垂直也与上面已提及的同样理解。在优选地与r方向垂直的壁前侧上安置或固定探测区。探测区以此方式有利地沿r方向定向。

优选地，模件支架制成整体。由此实现一种特别便于生产的模件支架。

在工作时，探测区借助吸收的X射线产生一个信号，它优选地借助探测区的接线端例如可进一步传送给安置在X射线探测器上的电子器件。为此有利地在模件支架内加工至少一个孔，用于穿过接线端。所述孔在壁内例如加工为，能将接线端插入孔中，以及相应地能在后侧接通和/或能与例如电子器件连接。尤其提供可能性，在模件支架上安置多个探测区和在模件支架中加工多个孔，为的是能恰当连接和/或接通这些探测区。

X射线探测器在工作时可能遭受大的离心力和/或其它机械负荷。为了提高机械稳定性，模件支架优选地有一些支柱或也称撑脚。它们恰当地与壁和底座连接。尤其是，支柱、壁与底座设计为一体。由此尤其保证模件支架高的稳定性。

按一种恰当的设计，模件支架有两个支柱，它们与支承面构成U形型面。例如两个支柱从底座起沿着壁延伸。在这种情况下支柱与底座构成U形型面。按一种作为替代方式的设计，只有一个支柱从底座起按所述方式延伸，并与底座构成T形型面。

所述底板包括上侧和下侧，它们有利地基本上设计为平面，也就是说尤其不是弯曲的表面。对此尤其理解为，上侧和下侧垂直于z方向。恰当地附加设置一些凹穴、铣孔区和/或槽，例如用于导引和/或作为模件支架的限制面。因此基本上平的面尤其理解为，在此面内还加工有此类结构。这一基本上平的面，亦即也称为上侧和下侧，有可以沿phi方向弯曲的边界。

上侧和下侧优选地互相平行，由此可以特别简单地制造底板。底板优选地制成整体。

模件支架在底板上优选弧形地，优选地沿phi方向并尤其安装在一个固定面上。为此，底板有利地在上侧有沿phi方向弯曲的凹穴或也称凹槽。在这里，凹槽设计有一个尤其是平的槽底。

恰当地，模件支架借助螺钉连接装置固定在底板上，由此使模件支架与底板特别坚固地连接。为此，模件支架有利地有至少一个优选地设计为钻孔的通孔，以及底板有为通孔配设的螺纹孔。此时为了固定模件支架，将螺钉穿过通孔旋入螺纹中。

尤其为了将X射线探测器固定在计算机X射线层析摄影仪上，底板有利地有另一些通孔，它们优选地同样设计为钻孔。由此可例如借助螺钉连接装置将X射线探测器安置在计算机X射线层析摄影仪上。

为了能将模件支架恰当地安装在底板上，按一种优选的设计，不仅在底板上，而且也在模件支架上分别设置一些定位元件。由此尤其提供可能性，每个模件支架只用一个固定件便能固定，并与此同时保证正确布置。按一种优选的设计，定位元件分别是一个孔，其中，模件支架的至少一个这种孔与底板上的一个孔对齐。于是，在装配X射线探测器时，在固定模件支架之前，可以借助定位销将模件支架恰当定位。为此将定位销插入模件支架的孔中以及底板的孔中。为制成弧形排列，底板的定位元件优选地排列在一条或多条优选地沿phi方向的弧形线上。弧形线优选地在固定平面内延伸。

有利地，X射线探测器有一个具有后壁的盖，该后壁安置在X射线探测器的后侧。由此尤其能避免未被探测元件吸收的X射线泄出。为此后壁有利地沿z和phi方向延伸。恰当地，所述盖与底板导热连接，由此尤其能有效引出由吸收的X射线所产生的热量。

恰当地，所述盖借助一些固定件固定在盖板上，并尤其与底板组合封闭覆盖区。尤其是，盖没有前壁，也就是说，朝r方向的反方向开口。然而在该区域内，覆盖区优选地沿r方向借助一种尤其不透光的、X射线能尽可能透过的材料遮盖，例如借助一种用黑色塑料制成的罩。此时，在覆盖区内和尤其沿r方向在罩的后面，优选地安置探测模件。

按一种有利的设计，X射线探测器有一些电子部件，它们设置在底板上和覆盖区内部和/或外部。这些电子部件例如用于实现上面已提及的用于评估探测信号的电子器件。电子部件可能包括功率电子部件。由于安置在底板上，尤其保证有效散热。

优选地，电子部件设计为扁平状，例如设计为所谓的扁平部件。对此理解为，这些电子部件分别有一个比探测模件的高度小的高度。恰当地，探测面设置为离底板有规定的距离，以及电子部件的高度小于此距离。

优选地，电子部件分别包括一块印刷电路板，它沿r和phi方向延伸。而电子部件的高度尤其沿z方向延伸。在这种情况下，通过所述小的高度，尤其保证电子部件相对于X射线源而言只有一个小的横截面，并因而尽可能不被X射线命中。

优选地，所述电子部件分别附加用一个罩遮盖。罩在各自的电子部件上面沿r和phi方向延伸为，使电子部件基本上安置在一个通过罩和底板构成的空腔内。恰当地，罩固定在底板上并尤其与底板导热连接。

附图说明

下面借助附图详细说明本发明的实施例。其中：

图1表示与底板和一些探测模件处于中间装配状态下的X射线探测器透视图；

图2表示按图1加盖的X射线探测器；

图3表示按图1的探测模件前方透视图；以及

图4按图3的探测模件后方透视图。

具体实施方式

按图1的X射线探测器2尤其规定用于这里没有详细表示的计算机X射线层析摄影仪。X射线探测器2包括底板4，它有上侧6，一些探测模件8固定在上侧6上。图1所示的X射线探测器2设计用于承接二十四个探测模件8，不过为了看得更加清楚，图中只表示三个探测模件8。作为替代方式，设置数量不同的探测模件8。探测模件8分别包括一个模件支架10和一些探测区12。探测区12安置在各自探测模件8的前侧14。在这里表示的实施例中，每个探测模件8包括两个探测区12，它们共同构成一个探测面16。

探测区12并因而还有探测面16总是面对r方向R和在这里没有表示的假想为点状的X射线放射源的发射方向。下文中所有r方向统称为r方向R。r方向R垂直于z方向Z。在这里和尤其也在下文中垂直指的是，两个方向或两个面或一个方向和一个面，彼此相交一个大约90°的角度。优选地这一角度大于80°和小于100°。尤其是，每个探测面16以这种方式垂直于底板4，而底板4又垂直于z方向Z。此外，phi方向P垂直于z方向Z，其中phi方向P体现沿z方向Z延伸的轴线的周向。

模件支架10安装在一个加工在底板4上侧6上的凹穴18或也称凹槽内。凹穴18构成一个固定平面20，它尤其设计为平行于底板4的上侧6以及沿phi方向呈弧形延伸。在底板4内遵循弧形径迹加工一些孔22、24，在图示的本实施例中它们排列成三个弧形排26、28。靠外的两排26在这里包括一些孔22，它们设计为定位元件，在中间的那一排28包括一些螺纹孔24，用于借助螺钉连装装置将模件支架10固定在底板4上。

此外，底板4为了固定在计算机X射线层析摄影仪上，尤其固定在计算机X射线层析摄影仪的转环上，有另一些通孔30，在这里是八个。可分别例如将一个螺钉穿过它旋入恰当设置在计算机X射线层析摄影仪上的螺纹内。此外，在底板4上并在背对探测模件8前侧14的后侧32，设置电子部件34、34′，例如用于评估借助探测区12产生的信号。

此外，为了容纳盖36在底板4上侧6加工一个槽38，在本图所示的实施例中，它环绕固定平面20和多个电子部件34。为此，槽38在这里设计为，部分区段沿phi方向P以及部分区段沿r方向R。换句话说：槽38封闭了一个环形扇段状的面积。

盖36覆盖上侧6的大部分，并在图2中连同底板4被一起示出。盖36尤其包括在这里连续的后壁40，它沿r方向R设置在探测面16的后方。因此后壁40收集尤其未被吸收的X射线。在本图所示的实施例中，后壁40从底板4起沿z方向Z以及沿phi方向P延伸，并由此成弧形。此外，盖36还包括两个侧壁42，它们分别从底板4出发沿z方向Z以及沿r方向R延伸。此外设有上罩44，它与侧壁42和后壁40连接。上罩在这里有轮廓46，类似于槽38它部分区段是弧形，以及在这里尤其与沿phi方向P延伸的后壁40相匹配。

盖36借助固定件48固定在底板4上并与其相结合封闭覆盖区50，覆盖区50还尤其以槽38为边界。盖36朝r方向R的反方向至少部分开口，也就是说，盖36尤其没有连续的前壁。在这里优选地代之以安置这些探测模件8。有利地，盖36与底板4导热连接，由此尤其能有效引出由吸收的X射线所产生的热量。

在本图所示的实施例中，电子部件34、34′布置在后壁40前(电子部件34)和后壁40后(电子部件34′)的区域内。在后壁前，在这里认定是后壁40面朝探测模件8的那一侧，亦即沿r方向R在后壁40的前面；在后壁后，在这里认定是相应地背对探测模件8的那一侧，亦即沿r方向R在后壁40的后面。

电子部件34、34′设置为扁平的，也就是说，它们沿z方向Z分别有一个尽可能小的高度H。在这里，探测面16设置为离底板有规定的距离A1，以及电子部件34、34′的这一高度H小于此距离A1。此外，电子部件34、34′主要沿r方向R和沿phi方向P延伸。由于这种小的高度H，尤其保证电子部件34、34′相对于X射线源只有小的横截面，并由此遭受尽可能少量的X射线辐射。

电子部件34、34′在本图所示的实施例中有印刷电路板52，它有边缘轮廓54。在这里针对电子部件34边缘轮廓54局部呈弧形延伸，并因而尤其与底板的形状相配。

组合图1和2表示，电子部件34、34′可以布置在后壁40的两侧。尤其是，沿r方向R设置在后壁40后方的电子部件34′，有利地通过后壁40防X射线辐射。

底板4的上侧6基本上设计为平面，以及尤其没有弯曲。这就是说，除附加的槽(例如槽38)和凹穴之外，在底板4上侧6与下侧56之间的距离A2在任何位置基本相同。由此尤其提供可能性，底板4可以用简单的、尤其在任何部位厚度相同的板制造。然后可以借助简单的铣削过程加工所有的槽和凹穴，而所有的孔(例如孔22、24)总是在一个平的，在这里可设计为上侧6的表面上。由此使X射线探测器2的制造特别简单。

然而底板4的上侧6可以有一个至少部分弧形的边界58。尤其在本图所示的实施例中，底板4设计为类似于一个环段，以及恰当地有凹口60，例如用于支承和/或定位在计算机X射线层析摄影仪的转环上。不过按一种可能的替代设计，底板4例如设计为矩形。

图3用前方透视图表示探测模件8。探测模件8包括模件支架10以及一定数量的探测区12，在这里是两个探测区12。所述探测区12分别包括一定数量按矩阵排列并形成一个探测面的探测元件62。

模件支架10包括底座64，它有支承面66，在装配状态支承面66面朝底板4的上侧。从底座64出发，沿z方向Z并垂直于底板4，延伸一个有壁前侧70的壁68，探测区12上下叠置地安装在壁前侧70上。壁68和底座64在这里基本上互相成L形布置。在壁68的前面，在底座64内加工一个设计为定位孔的定位元件72，在装配状态它与底板4中的孔22之一对齐。

沿壁68，在后侧延伸两个支柱74，它们与底座64连接，这在图4中表示得非常清楚。在那里还可看出，两个支柱74与底座68构成U形型面，在这里它借助虚线U表示。在本图所示的实施例中，支柱74在侧视图中基本设计为三角形，也就是说，它随着离底座64的距离增大而收缩。

此外，在底座64内还加工有一个固定孔76，用于固定模件支架10。固定孔76在这里是通孔，并为底板4内中排28孔24中的一个孔24(亦即螺纹孔)所配设。为了制成一种特别稳固的连接，底座64在固定孔76所在的区域设计成较厚，换句话说：设计得较高。此外，图4还表示，在底座64内加工另一个构成定位孔的定位元件72。

由图4还可清楚看出，在模件支架10的壁68内加工一些孔78，用于穿过探测区12的接线端80。此外，在本图所示的实施例中，孔80还用于安置设置在探测区12后侧的电子器件82，尤其由此使之不贴靠在壁68上。

Claims (11)

1.一种用于计算机X射线层析摄影仪的X射线探测器(2)，它有底板(4)和多个探测模件(8)，所述多个探测模件在前侧(14)各有至少一个探测区(12)，探测区(12)有面对r方向(R)的探测面(16)，并且所述多个探测模件分别包括一个固定在底板(4)上的模件支架(10)，其特征为：模件支架(10)为了固定有面朝底板(4)的支承面(66)，该支承面垂直于探测面(16)。

2.按照权利要求1所述的X射线探测器(2)，其特征为，在模件支架(10)内加工至少一个孔(78)，用于穿过探测区(12)的接线端(80)。

3.按照权利要求1或2所述的X射线探测器(2)，其特征为，模件支架(10)有一些支柱(74)。

4.按照权利要求3所述的X射线探测器(2)，其特征为，模件支架(10)有两个支柱(74)，它们与支承面(66)共同构成U形型面(U)。

5.按照权利要求1至4之一所述的X射线探测器(2)，其特征为，模件支架(10)成弧形排列在底板(4)上。

6.按照权利要求5所述的X射线探测器(2)，其特征为，模件支架(10)借助螺钉连接装置固定在底板(4)上。

7.按照权利要求1至6之一所述的X射线探测器(2)，其特征为，底板(4)为了固定有一些通孔(30)。

8.按照权利要求1至7之一所述的X射线探测器(2)，其特征为，在底板(4)和在模件支架(10)上分别设置一些定位元件(72)。

9.按照权利要求8所述的X射线探测器(2)，其特征为，定位元件(72)是孔，其中，模件支架(10)的至少一个这种孔与底板(4)的一个孔(22)对齐。

10.按照权利要求1至9之一所述的X射线探测器(2)，其特征为，它有一个遮盖覆盖区(50)的盖(36)，该盖(36)具有安置在X射线探测器(2)后侧的后壁(40)。

11.按照权利要求10所述的X射线探测器(2)，其特征为，它有一些设置在底板(4)上和覆盖区(36)内部和/或外部的电子部件(34、34′)。